RU19936U1 - Интеллектуальный полевой контроллер для управления электрическими исполнительными механизмами буз-2 - Google Patents

Abstract

Интеллектуальный полевой контроллер для управления электрическими исполнительными механизмами, содержащий связанный с электрическим исполнительным механизмом датчик положения выходного вала механизма, блок бесконтактной силовой коммутации, соединенный с блоком управления, блок коммуникации, связанный с системным контроллером по полевой магистрали, и блок питания, отличающийся тем, что в цепь между блоком бесконтактной силовой коммутации и электрическим исполнительным механизмом введен блок нормирования, осуществляющий съем с помощью зондов сигналов напряжения, пропорциональных токам нагрузки по трем фазам и преобразование их в однополярные сигналы напряжения, а также в цепь электрического исполнительного механизма введен блок диагностики электрического двигателя в состоянии покоя и силовой сети, отслеживающий изменения сопротивления обмоток статора электродвигателя электрического исполнительного механизма, целостность цепей силовой сети на входе и выходе электрического исполнительного механизма, контроль напряжения в сети, а также индикацию этих параметров при выходе их за допустимые пределы, при этом блок коммуникации выполнен в виде микропроцессорного контроллера, осуществляющего дешифрацию сообщений и команд, преобразование аналоговых сигналов с датчика положения выходного вала механизма в цифровую форму, а датчик положения выходного вала механизма выполнен в виде магниточувствительного бесконтактного преобразователя угла поворота выходного вала механизма в электрический сигнал.

Description

Интеллектуальный полевой контроллер для управления электрическими иснолнительными механизмами БУЗ-2

Полезная модель относится к системам управления котельным оборудованием и системами горячего и холодного водоснабжения на районных тенловых станциях и теплосетях, центральных и индивидуальных пунктах, используется в запорной и регулирующей аппаратуре со встроенным электроприводом (3-х фазными асинхронными двигателями).

Известен интеллектуальный полевой контроллер для управления электрическими исполнительными механизмами, содержащий связанный с электрическим исполнительным механизмом датчик положения выходного вала механизма, блок бесконтактной силовой комм)Т1икации, соединенный с блоком управления, блок коммуникаций, связанный с системным контроллером по полевой магистрали и блок питания. (Интеллектуальный привод серии On trac МОЕ 700 фирмы ABB Германия, рекламный проспект фирмы ABB от 01.09.1999 г.).

Это устройство является наиболее близким техническим решением к заявляемому.

Однако, в известном устройстве недостаточно развита система диагностирования электропривода и средств защиты, не высока точность позиционирования выходного вала исполнительного механизма.

Техническими задачами, на решение которых направлена заявляемая полезная модель, являются повышение надежности электропривода в целом за счет применения более развитой системы диагностики электропривода и средств защиты, за счет раннего обнаружения нарушений электрических и тепловых режимов работы двигателя электропривода, нарушения целостности силовых кабелей, обнаружения отклонения параметров силовой сети от нормы, повышая тем самым готовность электропривода (в том числе находящегося в длительном ждущем режиме) к включению.

Поставленные задачи достигаются тем, что в интеллектуальном полевом контроллере для управления электрическими исполнительными механизмами, содержащем связанный с электрическим исполнительным механизмом датчик положения выходного вала механизма, блок бесконтактной силовой

ПННШ ими тШ1ч шт.

G05B13/00 G05B19/02

коммутации, соединенный с блоком управления, блок коммуникации, связанный с системным контроллером по полевой магистрали, и блок питания, в цепь между блоком бесконтактной силовой коммутации и электрическим силовым механизмом введен блок нормирования, осуществляющий съем с помощью зондов сигналов напряжения, пропорциональных токам нагрузки по трем фазам и преобразование их в однополярные сигналы напряжения, а также в цепь электрического исполнительного механизма введен блок диагностики электрического двигателя в состоянии покоя и силовой сети, отслеживающий изменение сопротивления обмоток статора электродвигателя электрического исполнительного механизма, целостность цепей силовой сети на входе и выходе электрического исполнительного механизма, контроль нагфяжения в сети, а также индикацию этих параметров при выходе их за допустимые пределы, при этом блок коммуникации выполнен в виде микропроцессорного контроллера, осуществляющего дешифрацию сообщений и команд, выдачу команд по заложенному алгоритму, отслеживание исполнения команд преобразования аналоговых сигналов с датчика положения выходного вала механизма Б цифровую форму, а датчик положения выходного вала механизма выполнен в виде магниточувствительного бесконтактного преобразователя угла поворота выходного вала механизма в электрический сигнал.

На фигуре 1 представлена блок-схема интеллектуального полевого контроллера для управления электричесюнми исполнительными механизмами БУЗ-2.

БУЗ-2 состоит из связанного с электрическим исполнительным механизмом 1, датчика 2 положения выходного вала механизма, блока 3 бесконтактной силовой коммутации, блока 4 управления, блока 5 коммуникации, связанного с системным контроллером по полевой магистрали 6, и блока 7 питания, при этом в цепь между блоком 3 бесконтактной силовой коммутации и электрическим исполнительным механизмом 1 введен блок 8 нормирования, а также в цепь электрического исполнительного механизма 1 введен блок 9 диагностики электрического двигателя в состоянии покоя и силовой сети. Блок 5 коммутации соединен с автономным выносным пультом управления 10 магистралью 11.

В основе работы изделия лежит метод управления трехфазным асинхронным электродвигателем механизма путем отслеживания углового положения вала механизма с помощью магниточувствительного датчика, механически связанного с выходным валом механизма. Крайние положения выходного вала

//

определяются по значеншо углового положепия выходного вала и по значению тока потребления электродвигателя механизма.

Блок коммуникации (БК) представляет собой микропроцессорный контроллер, осуществляющий взаимодействие с системным контроллером по полевой магистрали, дещифрацию сообщений и команд, выдачу команд по заложенному алгоритму, отслеживание исполнения команд, преобразование аналоговых сигналов с датчика положения вала механизма, датчиков объекта управления, токов нагрузки электродвигателей механизма в цифровую форму, производит обработку сигнала от выносного датчика температуры позистора, отслеживает состояние изделия и механизма.

Блок управления (БУ) осуществляет управление блоком бесконтактной силовой коммутации (ББСК) в соответствии с командами, поступающими от блока коммутации (БК).

Блок нормирования (БН) осуществляет съем с ломощью зондов (датчиков тока) переменных сигналов напряжения, пропорциональных токам нагрузки по трем фазам и преобразование их в однополярные сигналы напряжения.

Блок диагностики электродвигателя в состоянии покоя и силовой сети (БД) осуществляет диагностирование электродвигателя механизма в состоянии покоя, отслеживает изменения сопротивления обмоток статора электродвигателя, целостность цепей силовой сети на входе и выходе изделия, контроль напряжения в сети а также индикацию этих параметров при выходе их за допустимые пределы. ББСК осуществляет непосредственное управление электродвигателем механизма, производит безударный пуск, останов и реверс электродвигателя по сигналу управления от БУ. В устройстве ББСК предусмотрена запщта выходных силовых ключей и от короткого замыкания, а также запщта выходных силовых ключей от перегрева.

Блок питания (БП) представляет собой два гальванически изолированных линейных источника напряжения.

Датчикположенияпредставляетсобой

магниточувствительный бесконтактный гфеобразователь поворота выходного вала механизма в электрический сигнал.

Команды поступают от управляющего комплекса по полевой магистрали 6, или по магистрали 11 в БК. При команд управления, связанных с запуском электродвигателя механизма, БК формирует сигнал ХОД (для отключения БД) и команды управления БУ.

Команды управления запоминаются в БУ. По команде управления БУ формирует сигналы ЗАКРБИЬ или ОТКРЫТЬ поступающие в ББСК, а также формирует сигналы ЗА1СЕЫВАЕТСЯ (ЗК) или ОТКРЫВАЕТСЯ (ОТ), подтверждающие исполнение команды.

При поступлении сигналов ЗАКРБ1ТЬ или ОТКРБТТЬ ББСК осуществляет коммутацию сетевых силовых фаз (А,Б,С) в соответствии с заданным направлением вращения ротора электродвигателя механизма и формирует выходные силовые сигналы X, Y, Z, поступающие в БП.

Сигналы X, Y, Z поступают через бесконтактный датчик тока БП на электродвигатель механизма через выходной соединитель.

Сигналы X, Y, Z и А, Б, С поступают в БД, которое анализирует состояние силовых цепей и формирует сигнал Ф при отсутствии одной или нескольких силовых фаз на входном соединителе изделия или сигнал К при обрыве кабеля питания электродвигателя механизма (линии X,Y,Z). Одновременно контролируется сопротивление изоляции между линиями X,Y,Z и корпусом электродвигателя механизма, а также значение напряжения в фазе В.

При значении контролируемых величин ниже допустимых БД формирует сигнал И (понижено сопротивление изоляции) или сигнал и (понижено напряжение в силовой сети).

Сигналы Ф,К,И,и поступают в БК, который в соответствии с запрограммированным алгоритмом устанавливает запрет на включение электродвигателя механизма и/или передает по полевой магистрали сообщение о неисправности в цепях питания электродвигателя механизма.

Сигналы Ix,Iy,Iz, пропорциональные токам нагрузки (по трем фазам) электродвигателя механизма поступают на входы БК. Преобразование сигналов Ix,Iy,Iz производится по сигналу СИ поступающему от ББСК, фиксирующему начало каждого полупериода по фазе В переменного напряжения силовой сети.

Контроль температуры электродвигателя механизма отслеживается по степени нагрева обмоток статора электродвигателя. В качестве выносного датчика температуры используется позистор, который устанавливается на электродвигателе механизма.

Заявляемая полезная модель позволяет повысить надежность электропривода за счет применения более развитой системы диагностики электропривода и средств защиты, за счет раннего обнаружения нарушений электрических и тепловых режимов работы

двигателя электротфивода, нарушения целостности силовых кабелей, обнаружения отклонений лараметров силовой сети от нормы, повышая тем самым готовность электропривода (в том числе находяш;егося в длительном ждущем режиме) к включению.

Claims (1)

1. Интеллектуальный полевой контроллер для управления электрическими исполнительными механизмами, содержащий связанный с электрическим исполнительным механизмом датчик положения выходного вала механизма, блок бесконтактной силовой коммутации, соединенный с блоком управления, блок коммуникации, связанный с системным контроллером по полевой магистрали, и блок питания, отличающийся тем, что в цепь между блоком бесконтактной силовой коммутации и электрическим исполнительным механизмом введен блок нормирования, осуществляющий съем с помощью зондов сигналов напряжения, пропорциональных токам нагрузки по трем фазам и преобразование их в однополярные сигналы напряжения, а также в цепь электрического исполнительного механизма введен блок диагностики электрического двигателя в состоянии покоя и силовой сети, отслеживающий изменения сопротивления обмоток статора электродвигателя электрического исполнительного механизма, целостность цепей силовой сети на входе и выходе электрического исполнительного механизма, контроль напряжения в сети, а также индикацию этих параметров при выходе их за допустимые пределы, при этом блок коммуникации выполнен в виде микропроцессорного контроллера, осуществляющего дешифрацию сообщений и команд, преобразование аналоговых сигналов с датчика положения выходного вала механизма в цифровую форму, а датчик положения выходного вала механизма выполнен в виде магниточувствительного бесконтактного преобразователя угла поворота выходного вала механизма в электрический сигнал.